книги из ГПНТБ / Терган, В. С. Плоское шлифование учеб. пособие

и попадает на поверхность. Жидкость остается на поверхностях круга и детали, а воздух уносит из зоны резания стружку. Объем жидкости, подаваемой для охлаждения, можно значительно умень­ шить по сравнению с первым способом.

Рис. 115. Инжекторное устройство для охлаждения распылен­ ной жидкостью:

І — инжектор, 2 — бачок с эмульсией, 3 — регулятор давления воздуха, 4 — игла, 5 — трубка с фильтром, 6 — кран, 7 — сопло-инжектор, 8 — шли­ фуемая деталь

Для обеспечения охлаждающего действия достаточно подводить 50—600 г/ч распыленной жидкости, а для обеспечения смазки 0,5—2 г/ч распыленного масла. При таком способе охлаждения по­ вышается стойкость круга, обеспечивается лучшее качество обра­ ботки поверхности (уменьшается шероховатость и прижоги), чем при подводе жидкости по патрубку. Но шум форсунки вызывает утомление рабочего и атмосфера цеха насыщается парами, содер­ жащими масло.

Для того чтобы обеспечить гигиеничные условия труда, приме­

(рис. 116, а) и конусную насадку 1. Через осевые каналы 3 и ради­ альные каналы 4, расположенные во фланце 2, охлаждающая жид­ кость попадает во внутреннюю полость абразивного круга 5. Ради­ альные каналы расположены в шахматном порядке, и каждый из них соединен с соответствующим осевым. Под действием центробеж­ ных сил жидкость проходит сквозь поры круга к его периферии и разбрызгивается.

При шлифовании торцем чашечного круга (рис. 116,6) жидкость по шлангу 7 подается в насадку 8, откуда через полый шпиндель 9 попадает в оправку 10 и во внутреннюю полость круга 5. Под дейст­ вием центробежных сил жидкость проходит через поры круга и, опускаясь по внешним образующим, выходит на его рабочий то­ рец. Чтобы боковая конусная поверхность не смачивалась, ее по­ крывают слоем водонепроницаемой эмалевой краски или асфаль­ товым лаком. Непрерывно циркулирующая жидкость обязательно

18?

попадает в зону резания, промывает поры круга и уменьшает из­ нос абразивных зерен.

Этим способом охлаждаются крути из электрокорунда и карби­ да кремния на керамической связке зернистостью 50—12. При та­ ком охлаждении число правок кругов уменьшается, а стойкость уве­ личивается в 1,5—3 раза по сравнению со способом охлаждения через патрубок.

Рис. 116. Подача охлаждающей жидкости через поры круга:

а — плоского, б — чашечного

Способ подвода охлаждающей жидкости через поры круга эф­ фективен при обработке твердых сплавов, вязких цветных сплавов (алюминия,- свинцовистых и цинковых ^плавов) и пластмасс.

В процессе шлифования можно использовать одновременно два

Под давлением СОЖ подается на рабочую поверхность шлифо­ вального круга вне зоны резания через одно или несколько сопел (рис. 117, а). Струи СОЖ, обладающие большой кинетической энер­ гией, легко пробивают воздушный поток, окружающий шлифоваль­ ный круг, и с определенной силой воздействуют на рабочую поверх­ ность круга, очищая его поры и абразивные зерна от частиц ме­ талла и отходов шлифования. Рабочая поверхность крута смачи­ вается СОЖ, и за время прохождения абразивными зернами дуги, соответствующей центральному углу ß, на них образуются смазоч­

182

ные пленки эффективной толщины. СОЖ осуществляет в полной мере моющее и смазочное действие: засаливание круга сводится к минимуму, а трение между кругом и деталью уменьщается.

Рис. 117. Схема подачи СОЖ струйно-напорным способом

Способ охлаждения детали зависит от условий шлифования. Если подача СОЖ напорной струей осуществляется через многока­ нальное сопло 1 (рис. 117,6), то расход СОЖ достаточно велик и шлифовальный круг 2 выносит из-под кожуха 3 поток СОЖ, по­ падающий на обрабатываемую деталь 4. При подаче СОЖ через неподвижное сопло мощность насосной станции станка пропорцио­ нальна высоте круга Я, так как с увеличением последней необхо­ димо увеличить число отверстий в сопле и расход СОЖ. Поэтому при шлифовании широкими кругами использовать неподвижные многоканальные сопла затруднительно, а иногда и невозможно. В этих случаях целесообразно использовать подвижные сопла: дви­ жущиеся возвратно-поступательно (рис. 117, в), вращающиеся (рис. 117, г) или качающиеся (рис. 117, б). Расход СОЖ через подвижное сопло, имеющее одно или небольшое число выходных от­ верстий (каналов), относительно мал, и поэтому охлаждение дета­ ли в этом случае следует осуществлять свободно падающей струей через стандартное щелевое сопло. Следовательно, подача СОЖ бу­ дет комбинированной: напорной струей через одноканальное под­ вижное сопло 1 и свободно падающей струей через стандартное сопло 5.

183

§ 8. И З Н О С И ЗА С А Л И В А Н И Е КРУГОВ. М ЕТО ДЫ ПРАВКИ КРУГОВ

В процессе снятия стружки режущие грани абразивных зерен истираются— затупляются и на них образуются небольшие площад­ ки. Кроме того, происходит выкрашивание граней абразива, а так­ же связки под действием механических сил, температуры, адгезии и диффузии. Образование площадок вместо острых режущих кро­ мок вызвано понижением прочности и твердости абразивных зерен при температурах 1000—1600° С, возникающих в зоне контакта кру­

га и детали.

На рис. 118, а показано режущее зерно после непродолжитель­ ного времени работы. Вершина зерна округлилась и сила, требуе­ мая для отделения стружки этим зерном, начинает возрастать. Зер­ но еще крепко держится в связке, но прочность его недостаточна и оно раскалывается.

На рис. 118, б у зерна появились две новые вершины и его ре­ жущая способность восстановлена. Сила резания уменьшается и становится нормальной.

Это свойство абразивных зерен восстанавливать свою режущую способность называется самозатачиванием.

Через некоторое время самозаточившееся зерно вновь притуп­ ляется (рис. 118, в)-, одновременно возрастает сила резания. Зерно разрушается вторично и начинает нормально резать вновь образо­ вавшимися вершинами.

На рис. 118, г показано зерно после второго разрушения, а на рис. 118, д после третьего притупления. На этот раз высота, на ко­ торую зерно выступает из связки, настолько незначительна, что дальнейшему дроблению не поддается, но в то же время связка его удерживает. В результате зерно перестает резать и с большой си­ лой трется об обрабатываемую поверхность, вызывая прижоги и шлифовочные трещины.

Кроме этого, на износ влияют диффузионные и адгезионные процессы (налипание), протекающие в зоне контакта круга и дета­ ли. Диффузия, т. е. проникновение частиц одного материала в дру­ гой, увеличивается при высоких температурах и при высоком дав­ лении одного тела на другое. Как раз такие условия и возникают

взоне контакта. Поэтому часть абразива переносится в обрабаты­ ваемую поверхность детали, а частъ материала детали переносится

вабразивные зерна. Налипший на зерна абразива материал как бы разделяет зерно, способствуя разрушению ранее монолитного абра­ зивного зерна.

184

Диффузионный износ является наибольшим по величине при шлифовании химически сродственных с данным абразивом мате­ риалов.

Так, например, карбид кремния химически сродствен сталям и не сродствен чугунам, поэтому им шлифуют чугуны. Электрокорунды химически сродственны чугунам, поэтому ими не шлифуют чугуны. Титановые сплавы очень сродственны электрокорундам, ме­ нее карбиду кремния и не сродственны карбидам циркония. Сле­ довательно, титановые сплавы следует шлифовать карбидами цир­ кония или карбидами кремния.

Полное самозатачивание круга происходит иногда при выполне­ нии некоторых предварительных операций. При чистовых операци­ ях самозатачивающиеся круги не могут применяться, так как при самозатачивании они не сохраняют свои геометрические размеры, микропрофиль, и режущие свойства рабочей поверхности.

Затупление круга определяется по ряду признаков: усилению шума при шлифовании, усилению вибрации, возрастанию усилий резания, ухудшению чистоты поверхности, уменьшению точности формы детали. Для восстановления режущей способности кругов следует их периодически править. При правке нужно снимать воз­ можно меньший слой абразива.

Величина такого слоя на сторону может составлять 0,133 мм для круга зернистостью 40 и 0,1 мм для круга зернистостью 25 и ниже.

Износ круга в процессе шлифования составляет лишь 10—20% от объема, снимаемого при правке. Поэтому эффективно примене­ ние кругов с большой стойкостью.

Продолжительность работы круга между двумя правками на­ зывается стойкостью круга. Высокая стойкость круга, помимо эко­ номии абразивного инструмента, сокращает рабочее время, кото­ рое затрачивается на процесс правки, а также на наладку станка после правки.

Величина стойкости шлифовального круга колеблется в широ­ ких пределах. Для кругов малого диаметра она незначительна, для больших диаметров стойкость в некоторых случаях измеряется де­ сятками минут и более.

Стойкость круга зависит не только от размера, но и от других факторов, характеризующих круг, а также от режима шлифования, от материала и размера шлифуемых деталей. Так, стойкость круга уменьшается при уменьшении твердости круга с увеличением зер­ нистости, с уменьшением структуры, уменьшением высоты круга. Круги на бакелитовой связке имеют износ примерно на 30% боль­ ший, чем на керамической связке. Чем больше режимы шлифова­ ния (все виды подач), тем больший износ круга.

При шлифовании сталей с большим содержанием углерода имеется меньший износ круга. Шлифование сталей с присадками хрома, никеля и других элементов, способствующих замедлению процессов коррозии, повышает износ круга, так как затрудняется образование и удаление стружки. Стали аустенитного класса дают

185

большой износ круга, так как имеют большую пластичность и низ­ кую теплопроводность.

Большой износ круга наблюдается при шлифовании жаропроч­ ных сплавов, так как ванадий, вольфрам, кобальт, бор и другие компоненты способствуют образованию карбидов, твердость кото­ рых близка к твердости абразивных зерен.

Чем тверже обрабатываемая закаленная сталь, тем больше из­ нос круга.

Необходимо добиваться большой стойкости круга. Износ зави­ сит также от способа правки — наименьший при правке алмазно­ металлическими карандашами и наибольший при правке металли­ ческими дисками и звездочками.

При переточках диаметр круга уменьшается. Круг можно ис­ пользовать только до размера, составляющего 0,65 от его первона­ чального диаметра.

Шлифовальные круги правят тремя методами: обтачиванием ал­ мазным инструментом (рис. 119, а), обкатыванием дисками (рис. 119, б), шлифованием кругами из карбида кремния (рис. 119, в).

Рис. 119. Правка шлифовальных кругов:

о — алмазным инструментом, б — дисками, в — кругами из карбида кремния

Правка алмазным инструментом. При правке алмазным инстру­ ментом происходит интенсивное удаление целых зерен, а также дробление абразивных зерен и связки шлифовального круга. Для правки наиболее широко применяют алмазно-металлические каран­ даши, алмазные зерна в оправках, алмазные пластины и ролики.

Алмазно-металлические карандаши представляют собой сталь­ ную или медную вставку 1, в которой крепятся алмазы малых раз­ меров при помощи специальной связки. Эта вставка запрессовы­ вается в стальную оправку 2 (рис. 120). В карандашах алмазы мо­

метр 8—18 мм). При большом количестве зерен в слое повышается

186

Правятся шлифовальные кру­ ги алмазным инструментом при большой скорости круга, что обеспечивает большую произво­ дительность и высокое качество

поверхности круга. Продольная подача инструмента направлена параллельно оси круга при правке цилиндрической поверхности круга и перпендикулярно оси вращения шлифовального круга при правке торцевой поверхности. При правке фасонной поверхности продольная подача инструмента направлена вдоль образующей рабочей поверхности круга.

Алмазы крепятся в оправках (рис. 122) чаще всего пайкой и че­ канкой. В последнее время в промышленности получил применение

187

Рис. 121. Индексирующая головка с алмазной оправкой:

ö, б, в — способы установки на станках, г — поворотная головка; / — цанга для установки алмазной оправки, 2 — оправка с алмазной вставкой, 3 — крышка, 4 — уплотни­ тельное кольцо, 5 — втулка, 6 — гайка для зажима оправ­ ки в цанге, 7 — корпус, 8 — винт для закрепления втулки,

9 —уплотнение

прогрессивный метод впайки алмазных зерен и низкотемпературный дешевый цинко-алюминиевый припой, который не вызывает обра­ зование трещин в алмазе. Припой заливают в отверстие оправки, а затем в него осторожно опускают алмаз. Затвердевший припой прочно удерживает алмаз. Этот метод упрощает технологию изго­ товления алмазных инструментов.

188

Для правки кругов используются технические алмазы. Чем больше диаметр круга и выше его зернистость и твердость, тем больше по размеру должен быть применяемый для правки алмаз.

Рис. 122. Способы крепления алмаза в оправках:

а — навинчиванием колпачка, б — то же с пружинным поджимом, в — зажимом между двумя планками, г — при­ поем за счет усадки припоя после его охлаждения

Например, для правки круга на керамической связке диаметром 200 мм, зернистости 40 и твердости СМ2 величина зерна должна быть не менее 0,3 карата. Для круга такой же характеристики диа­ метром 500 мм требуется алмаз 0,75 карата.

В настоящее время применяют державки с 8—4 алмазами. Ал­ мазы располагают так, чтобы они выступали один относительно другого на определенную величину. Поэтому за один проход каж­ дый алмаз снимает свой слой абразива. Таким образом сокращают время на правку. Державку с алмазом (рис. 123, а) следует уста­ навливать под углом 7—15°.

Алмазные пластинки применяют для правки профильных кру­ гов при врезном шлифовании (рис. 123, б).

Рис. 123. Державки для правки круга:

а — с несколькими алмазами: 1 — корпус, 2 — верхняя крышка с делениями для фиксации кулачкового валика, 3 — кулачковый валик для выдвижения любой пластины, 4 — два винта для за­ крепления пластин, 5 — алмазы в пластине, 4—8 шт., б — пласти­ ны, 4 шт., б — схема правки круга алмазной пластиной

Металлическая пластинка покрыта алмазным слоем толщиной 0,5т-2 мм. Пластинки устанавливают в горизонтальной плоскости по центру и под углом 8—10° к направлению перемещения ее.

189

Пластинка работает до полного износа алмазоносного слоя. Так как в правке одновременно участвует много алмазных зерен, то время на правку сокращается (до 50%), сокращаются расходы на

дующих случаях:

при шлифовании до шероховатости V7 и выше с жесткими до­ пусками на точность формы и размеров;

при отделочном шлифовании детали для достижения шерохова­ тости V II — Ѵ12 и точности выше 1-го класса;

при зернистости кругов 50—25 и ниже на керамической связке, применяемой для шлифования периферией круга, и на бакелитовой связке — для шлифования тордем круга.

Перед правкой шлифовальный круг должен быть тщательно от­ балансирован.

Правят круги при охлаждении или без охлаждения жидкостью. Если правка осуществляется с охлаждением, то охлаждающая жид­ кость должна подаваться непрерывно, иначе на кристалле алмаза могут образоваться трещины, и быть тщательно очищена от загряз­ нений частицами абразива и металла, так как загрязненная жид­ кость сокращает стойкость (срок эксплуатации) круга от одной до другой правки. Править круги без охлаждения надо с перерыва­ ми, чтобы алмазный инструмент мог охладиться на воздухе. Перед началом правки необходимо проверить крепление приспособления на станке и алмазного инструмента в приспособлении. После прав­ ки следует очистить правящие приспособления от абразивных час­ тиц.

При правке алмазный инструмент следует подводить к поверх­ ности круга очень осторожно. Обычно алмаз подводят к поверхно­ сти круга в середине его высоты (ширины) и как можно ближе к рабочей поверхности, а затем включают продольную подачу.

Правку кругов алмазозаменителями (безалмазную правку), производят методом обкатывания и применяют для кругов, которы­ ми выполняют предварительные, получистовые и некоторые чисто­ вые операции, когда требования к точности обработки не выше 2-го класса, а к шероховатости поверхности не выше Ѵ8. Безалмазная правка обеспечивает более быстрый съем абразива, чем алмазная.

Правку обкатыванием производят в приспособлении, в котором могут быть установлены цельные диски из твердого сплава (тип А) или сборные (тип Б) из зерен твердого сплава на латунной связке марки Л62 или Л68, или круги из карбида кремния черного на ке­ рамической связке.

Диски или круги крепят на осях, которые вращаются б подшип­ никах. Приспособление подводят к периферии шлифовального кру­ га, прижимают к нему диски с радиальным усилием в несколько ки­ лограммов, и диски вращаются вместе с кругом. При обкатывании

190